(57)【要約】      （修正有）【課題】高性能・小型で高い変倍比を有する変倍光学系と、それを備えた撮像装置の提供。【解決手段】物体側から順に、正パワーの第１レンズ群Ｇ１と、負パワーの第２レンズ群Ｇ２と、正パワーの第３レンズ群Ｇ３と、正パワーの第４レンズ群Ｇ４とを含み、少なくとも第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の移動により変倍を行う構成になっており、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に光軸ＡＸを折り曲げる屈曲手段(プリズムＰＲ)を有し、条件式：0.2＜φ３／φＷ＜1.0，1.5＜φ３／φＴ＜10.0，-2.0＜Ｍ４／Ｍ３＜2.0(φ３：Ｇ３のパワー、φＷ：広角端(Ｗ)における全系のパワー、φＴ：望遠端(Ｔ)における全系のパワー、Ｍ３：広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)への変倍におけるＧ３の相対的移動量(物体側へ移動する場合、正とする)、Ｍ４：広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)への変倍におけるＧ４の相対的移動量(物体側へ移動する場合、正とする))を満足する。【選択図】図１
2007025123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子の受光面上に物体の光学像を変倍可能に形成するための変倍光学系であって、物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、を少なくとも含み、少なくとも前記第１レンズ群と前記第３レンズ群の移動により変倍を行う構成になっており、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に光軸を折り曲げる屈曲手段を有し、以下の条件式(11),(12)及び(13)を満足することを特徴とする変倍光学系；
0.2＜φ３／φＷ＜1.0  …(11)
1.5＜φ３／φＴ＜10.0  …(12)
-2.0＜Ｍ４／Ｍ３＜2.0  …(13)
ただし、
φ３：第３レンズ群のパワー、
φＷ：広角端における全系のパワー、
φＴ：望遠端における全系のパワー、
Ｍ３：広角端から望遠端への変倍における第３レンズ群の相対的移動量(物体側へ移動する場合、正とする。)、
Ｍ４：広角端から望遠端への変倍における第４レンズ群の相対的移動量(物体側へ移動する場合、正とする。)、
である。
【請求項２】
撮像素子の受光面上に物体の光学像を変倍可能に形成するための変倍光学系であって、物体側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群と、の少なくとも４つのレンズ群で構成され、少なくとも２つのレンズ群の移動により変倍を行う構成になっており、前記第１レンズ群が負レンズ１枚と正レンズ１枚を少なくとも有し、前記第２レンズ群が負レンズ１枚と正レンズ１枚を少なくとも有し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に光軸を折り曲げる屈曲手段を有し、以下の条件式(11),(12)及び(13)を満足することを特徴とする変倍光学系；
0.2＜φ３／φＷ＜1.0  …(11)
1.5＜φ３／φＴ＜10.0  …(12)
-2.0＜Ｍ４／Ｍ３＜2.0  …(13)
ただし、
φ３：第３レンズ群のパワー、
φＷ：広角端における全系のパワー、
φＴ：望遠端における全系のパワー、
Ｍ３：広角端から望遠端への変倍における第３レンズ群の相対的移動量(物体側へ移動する場合、正とする。)、
Ｍ４：広角端から望遠端への変倍における第４レンズ群の相対的移動量(物体側へ移動する場合、正とする。)、
である。
【請求項３】
以下の条件式(1),(2)及び(6)を満足することを特徴とする請求項１又は２記載の変倍光学系；
0.5＜Ｍ１×φＷ＜5.0  …(1)
0.05＜φ１／φＷ＜0.45  …(2)
0.5＜｜φ２／φＷ｜＜3.0  …(6)
ただし、
Ｍ１：広角端から望遠端への変倍における第１レンズ群の相対的移動量(物体側へ移動する場合、正とする。)、
φ１：第１レンズ群のパワー、
φ２：第２レンズ群のパワー、
である。
【請求項４】
前記第１レンズ群が、物体側に凹の負メニスカスレンズを最も物体側に有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の変倍光学系。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の変倍光学系を備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は変倍光学系に関するものであり、例えば、被写体の映像を撮像素子で取り込むデジタルカメラや画像入力機能付きデジタル機器に適した変倍光学系(なかでも小型で高変倍のズームレンズ系)と、それを備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラの普及はめざましく、銀塩カメラと置き換わった感がある。そして、デジタルカメラの普及に伴い、より小型のデジタルカメラが求められるようになってきており、撮影レンズ系にもより一層の小型化が要望されている。このような要望に対し、撮影レンズ系中に光路を折り曲げる屈曲手段(プリズム，ミラー等)を用いて、カメラ厚の大幅な薄型化を達成したデジタルカメラが市場化されている。このタイプのデジタルカメラは、その薄型化を図る上で銀塩カメラには無い特長を活かしている。つまり、デジタルカメラは撮像素子(例えば光電変換素子)のカメラ内での配置の自由度が高く、またデジタルカメラであれば撮影レンズ系で反転した画像を電気処理で容易に復元することが可能である。したがって、屈曲手段による光路の折り曲げは、デジタルカメラだから可能なカメラ厚の薄型化手法であると言える。
【０００３】
カメラ厚の薄型化のために屈曲手段を備えたズームレンズ系が、特許文献１〜９等で提案されている。特許文献１〜３記載のズームレンズ系では、第１レンズ群内に屈曲手段が設けられている。特許文献４記載のズームレンズ系では、第２レンズ群内に屈曲手段が設けられている。特許文献５，６記載のズームレンズ系では、第２レンズ群と第３レンズ群との間に屈曲手段が設けられている。特許文献７記載のズームレンズ系では、第３レンズ群内に屈曲手段が設けられている。特許文献８，９記載のズームレンズ系では、第３レンズ群と第４レンズ群との間に屈曲手段が設けられている。
【特許文献１】特開平８−２４８３１８号公報
【特許文献２】特開平９−１３８３４７号公報
【特許文献３】特開２００３−２０２５００号公報
【特許文献４】特開２００４−１０２０８９号公報
【特許文献５】特開２０００−１８７１５９号公報
【特許文献６】特開２０００−１８７１６０号公報
【特許文献７】特開２００２−１６９０８８号公報
【特許文献８】特開平７−１６８０９６号公報
【特許文献９】特開平１０−２０１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
デジタルカメラに使用される撮像素子では、画素ピッチの微細化による高画素化が進んでいる。このため、撮影レンズ系には撮像素子の高画素化に対応した高い光学性能が求められている。それと同時に、撮影レンズ系にはより高い変倍比も求められている。しかし、このような高い仕様を満たすための光学性能の確保は困難であり、高い光学性能を確保しようとすると撮影レンズ系の大型化が避けられなくなる。したがって、特許文献１〜９等で提案されている従来のズームレンズ系では、高変倍化，高性能化，小型化という相反する要求に同時に応えることは困難である。
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、高性能かつ小型でありながら高い変倍比を有する変倍光学系と、それを備えた撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、第１の発明の変倍光学系は、撮像素子の受光面上に物体の光学像を変倍可能に形成するための変倍光学系であって、物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、を少なくとも含み、少なくとも前記第１レンズ群と前記第３レンズ群の移動により変倍を行う構成になっており、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に光軸を折り曲げる屈曲手段を有し、以下の条件式(11),(12)及び(13)を満足することを特徴とする。
0.2＜φ３／φＷ＜1.0  …(11)
1.5＜φ３／φＴ＜10.0  …(12)
-2.0＜Ｍ４／Ｍ３＜2.0  …(13)
ただし、
φ３：第３レンズ群のパワー、
φＷ：広角端における全系のパワー、
φＴ：望遠端における全系のパワー、
Ｍ３：広角端から望遠端への変倍における第３レンズ群の相対的移動量(物体側へ移動する場合、正とする。)、
Ｍ４：広角端から望遠端への変倍における第４レンズ群の相対的移動量(物体側へ移動する場合、正とする。)、
である。
【０００７】
第２の発明の変倍光学系は、撮像素子の受光面上に物体の光学像を変倍可能に形成するための変倍光学系であって、物体側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群と、の少なくとも４つのレンズ群で構成され、少なくとも２つのレンズ群の移動により変倍を行う構成になっており、前記第１レンズ群が負レンズ１枚と正レンズ１枚を少なくとも有し、前記第２レンズ群が負レンズ１枚と正レンズ１枚を少なくとも有し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に光軸を折り曲げる屈曲手段を有し、以下の条件式(11),(12)及び(13)を満足することを特徴とする。
0.2＜φ３／φＷ＜1.0  …(11)
1.5＜φ３／φＴ＜10.0  …(12)
-2.0＜Ｍ４／Ｍ３＜2.0  …(13)
ただし、
φ３：第３レンズ群のパワー、
φＷ：広角端における全系のパワー、
φＴ：望遠端における全系のパワー、
Ｍ３：広角端から望遠端への変倍における第３レンズ群の相対的移動量(物体側へ移動する場合、正とする。)、
Ｍ４：広角端から望遠端への変倍における第４レンズ群の相対的移動量(物体側へ移動する場合、正とする。)、
である。
【０００８】
第３の発明の変倍光学系は、上記第１又は第２の発明において、以下の条件式(1),(2)及び(6)を満足することを特徴とする。
0.5＜Ｍ１×φＷ＜5.0  …(1)
0.05＜φ１／φＷ＜0.45  …(2)
0.5＜｜φ２／φＷ｜＜3.0  …(6)
ただし、
Ｍ１：広角端から望遠端への変倍における第１レンズ群の相対的移動量(物体側へ移動する場合、正とする。)、
φ１：第１レンズ群のパワー、
φ２：第２レンズ群のパワー、
である。
【０００９】
第４の発明の変倍光学系は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記第１レンズ群が、物体側に凹の負メニスカスレンズを最も物体側に有することを特徴とする。
【００１０】
第５の発明の撮像装置は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明に係る変倍光学系を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、４つのズーム成分を含む変倍光学系において、第２，第３レンズ群間に屈曲手段を有し、所定のパワーを有する第３レンズ群等が変倍時に移動する構成になっているため、後述する図１１，図１２に示すようにカメラ本体の厚みや高さ、又は幅を小さくしながら、高性能と高倍率を達成することが可能になる。つまり、本発明と同様の効果を得ようとする場合、一般的なストレート系の変倍光学系の場合にはカメラ本体の光軸方向の厚みが増し、一般的な屈曲タイプである第１レンズ群内に屈曲手段を有する光学系の場合には、高さ又は幅が大きくなってしまう。したがって本発明によれば、小型・高性能で高変倍の変倍光学系を備えた撮像装置を実現することができ、そして、本発明に係る撮像装置をデジタルカメラ等の機器に用いれば、これらの機器の薄型・軽量・コンパクト化，低コスト化，高性能化，高機能化等に寄与することができる。さらに、屈曲部を待避させ、第１，第２レンズ群を沈胴させれば、より小型化が可能になる。また、第１レンズ群の最も物体側のレンズとして物体側に負のメニスカスレンズを配することで、最も物体側のレンズ径を小さくでき、より軽量，コンパクト化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施した変倍光学系，撮像装置等を、図面を参照しつつ説明する。本発明に係る撮像装置は、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する光学装置であって、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラの主たる構成要素を成すものである。そのようなカメラの例としては、デジタルカメラ，ビデオカメラ，監視カメラ，車載カメラ，テレビ電話用カメラ，ドアホーン用カメラ等が挙げられ、また、パーソナルコンピュータ，携帯情報機器(モバイルコンピュータ，携帯電話，携帯情報端末(ＰＤＡ：Personal Digital Assistant)等の小型で携帯可能な情報機器端末)，これらの周辺機器(マウス，スキャナー，プリンター，メモリー等)，その他のデジタル機器等に内蔵又は外付けされるカメラが挙げられる。これらの例から分かるように、撮像装置を用いることによりカメラを構成することができるだけでなく、各種機器に撮像装置を搭載することによりカメラ機能を付加することも可能である。例えば、カメラ付き携帯電話等の画像入力機能付きデジタル機器を構成することが可能である。
【００１３】
なお、従来「デジタルカメラ」の語は、専ら光学的な静止画を記録するものを指していたが、静止画と動画を同時に扱えるデジタルスチルカメラや家庭用デジタルムービーカメラも提案されており、現在では特に区別されなくなってきている。したがって「デジタルカメラ」の語は、デジタルスチルカメラ，デジタルムービーカメラ，ウェッブカメラ(オープン型・プライベート型を問わず、ネットワークに接続されて画像の送受信を可能にする機器に接続されるカメラであって、ネットワークに直接接続されるもの、パーソナルコンピュータ等の情報処理機能を有する機器を介して接続されるもの、の両方を含む。)等のように、光学像を形成する撮影レンズ系，その光学像を電気映像信号に変換する撮像素子等を備えた撮像装置を主たる構成要素とするカメラすべてを含むものとする。
【００１４】
図１１に、カメラＣＵ(デジタルカメラ，画像入力機能付きデジタル機器等に相当する。)の概略光学構成例を模式的断面で示す。また図１２に、カメラＣＵの斜視図(Ｑ１：レリーズボタン，Ｑ２：フラッシュ，ＡＸ：光軸)を示す。カメラＣＵに搭載されている撮像装置ＬＵは、物体(すなわち被写体)側から順に、物体の光学像(ＩＭ：像面)を変倍可能に形成するズームレンズ系ＺＬ(撮影レンズ系としての変倍光学系に相当する。ＳＴ：絞り)と、平行平面板ＰＴ(必要に応じて配置される光学的ローパスフィルター，赤外カットフィルター等の光学フィルター；撮像素子ＳＲのカバーガラス等に相当する。)と、ズームレンズ系ＺＬにより受光面ＳＳ上に形成された光学像ＩＭを電気的な信号に変換する撮像素子ＳＲとを備えており、デジタルカメラ等に相当するカメラＣＵの一部を成している。この撮像装置ＬＵでデジタルカメラを構成する場合、通常そのカメラのボディ内部に撮像装置ＬＵを配置することになるが、カメラ機能を実現する際には必要に応じた形態を採用することが可能である。例えば、ユニット化した撮像装置ＬＵをカメラボディに対して着脱自在又は回動自在に構成してもよく、ユニット化した撮像装置ＬＵを携帯情報機器(携帯電話，ＰＤＡ等)に対して着脱自在又は回動自在に構成してもよい。
【００１５】
図１１に示す撮像装置ＬＵでは、ズームレンズ系ＺＬ内の光路の途中に平面状の反射面ＲＬが配置されており、反射面ＲＬの前側と後側には各々少なくとも１枚のレンズが配置されている。この反射面ＲＬにより、ズームレンズ系ＺＬを屈曲光学系として使用するための光路の折り曲げが行われ、その際、光軸ＡＸが略９０度(つまり９０度又は実質的に９０度)折り曲げられるようにして光束が反射される。このようにズームレンズ系ＺＬの光路中に光路を折り曲げる反射面ＲＬを設ければ、撮像装置ＬＵの配置の自由度が高まるとともに、撮像装置ＬＵの厚さ方向のサイズを変化させて、撮像装置ＬＵの見かけ上の薄型化を達成することが可能となる。特に、後述する各実施の形態(図１〜図５)のように第２レンズ群Ｇｒ２と第３レンズ群Ｇｒ３との間に反射面ＲＬを配置した場合には、カメラＣＵの横幅や縦幅を大きくすることなくカメラ厚を短縮することができる。さらに、第２，第３レンズ群Ｇｒ２，Ｇｒ３を変倍時可動とすれば、光学全長や径の短縮、収差補正のための自由度の確保等が可能となる。なお、光路の折り曲げ位置はズームレンズ系ＺＬの途中だけに限らず、必要に応じて更にズームレンズ系ＺＬの前側や後ろ側に設定してもよい。光路の適正な折り曲げにより、撮像装置ＬＵが搭載されるカメラＣＵの見かけ上の薄型化やコンパクト化を効果的に達成することが可能となる。
【００１６】
上記反射面ＲＬは、プリズム類(直角プリズム等)，ミラー類(平面ミラー等)等の反射部材により構成される。後述する各実施の形態(図１〜図５)では、反射部材であるプリズムＰＲ又はミラーＭＲが、光軸ＡＸを折り曲げる屈曲手段として用いられている。そして、ズームレンズ系ＺＬの光軸ＡＸを略９０度折り曲げるように、１つの反射面ＲＬで光束を反射させる構成になっている。屈曲手段が有する反射面は２つ以上でもよい。つまり、２つ以上の反射面でズームレンズ系ＺＬの光軸ＡＸを略９０度折り曲げるように光束を反射させる反射部材を用いてもよい。光路を折り曲げるための光学的作用も反射に限らず、屈折，回折，又はそれらの組み合わせでもよい。つまり、反射面，屈折面，回折面，又はそれらを組み合わせて有する屈曲手段を用いてもよい。また、後述する各実施の形態に用いられているプリズムＰＲやミラーＭＲは、光学的なパワー(パワー：焦点距離の逆数で定義される量)を有していないが、光路を折り曲げる屈曲手段に光学的なパワーを持たせてもよい。例えば、プリズムＰＲの反射面ＲＬ，光入射側面，光射出側面；ミラーＭＲの反射面ＲＬ等に、ズームレンズ系ＺＬの光学的なパワーを一部負担させれば、レンズ素子のパワー負担を減らして光学性能を向上させることが可能となる。
【００１７】
ズームレンズ系ＺＬは複数のレンズ群から成っており、複数のレンズ群が光軸ＡＸに沿って移動し、レンズ群間隔を変化させることにより変倍(すなわちズーミング)を行う構成になっている。後述する各実施の形態(図１〜図５)では、ズームレンズ系ＺＬが正・負・正・正の４成分ズーム構成になっている。そして、第１，第２の実施の形態では第１〜第４レンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ４が移動群を構成しており、第３〜第５の実施の形態では第１レンズ群Ｇｒ１，第３レンズ群Ｇｒ３及び第４レンズ群Ｇｒ４が移動群を構成している。なお、撮像装置ＬＵに使用する撮影レンズ系はズームレンズ系ＺＬに限らない。ズームレンズ系ＺＬの代わりに、他のタイプの変倍光学系(例えば、バリフォーカルレンズ系，複数焦点距離切り替え型レンズ等の焦点距離可変の結像光学系)を撮影レンズ系として用いてもよい。
【００１８】
ズームレンズ系ＺＬで形成されるべき光学像は、撮像素子ＳＲの画素ピッチにより決定される所定の遮断周波数特性を有する光学的ローパスフィルター(図１１中の平行平面板ＰＴに相当する。)を通過することにより、電気的な信号に変換される際に発生するいわゆる折り返しノイズが最小化されるように、空間周波数特性が調整される。これにより、色モアレの発生を抑えることができる。ただし、解像限界周波数周辺の性能を抑えてやれば、光学的ローパスフィルターを用いなくてもノイズの発生を懸念する必要がなく、また、ノイズがあまり目立たない表示系(例えば、携帯電話の液晶画面等)を用いてユーザーが撮影や鑑賞を行う場合には、撮影レンズ系に光学的ローパスフィルターを用いる必要がない。
【００１９】
なお、光学的ローパスフィルターとしては、複屈折型ローパスフィルターや位相型ローパスフィルター等が適用可能である。複屈折型ローパスフィルターとしては、結晶軸方向が所定方向に調整された水晶等の複屈折材料から成るもの、偏光面を変化させる波長板等を積層して成るもの等が挙げられる。位相型ローパスフィルターとしては、必要とされる光学的な遮断周波数特性を回折効果により達成するもの等が挙げられる。
【００２０】
撮像素子ＳＲとしては、例えば複数の画素を有するＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサー等の固体撮像素子が用いられる。そして、ズームレンズ系ＺＬにより(撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上に)形成された光学像は、撮像素子ＳＲにより電気的な信号に変換される。撮像素子ＳＲで生成した信号は、必要に応じて所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が施されてデジタル映像信号としてメモリー(半導体メモリー，光ディスク等)に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号に変換されたりして他の機器に伝送される。
【００２１】
なお、図１１に示す撮像装置ＬＵでは、ズームレンズ系ＺＬによって拡大側の被写体から縮小側の撮像素子ＳＲへの縮小投影が行われるが、撮像素子ＳＲの代わりに２次元画像を表示する表示素子(例えば液晶表示素子)を用い、ズームレンズ系ＺＬを投影レンズ系として使用すれば、縮小側の画像表示面から拡大側のスクリーン面への拡大投影を行う画像投影装置を構成することができる。つまり、以下に説明する各実施の形態のズームレンズ系ＺＬは、撮影レンズ系としての使用に限らず、投影レンズ系としても好適に使用することが可能である。
【００２２】
図１〜図５は、第１〜第５の実施の形態を構成するズームレンズ系ＺＬにそれぞれ対応するレンズ構成図であり、広角端(Ｗ)でのレンズ配置を屈曲光学系の光路展開状態における光学断面でそれぞれ示している。各レンズ構成図中、ｒｉ(ｉ＝１，２，３，．．．)が付された面は物体側から数えてｉ番目の面(ｒｉに＊印が付された面は非球面)であり、ｄｉ(ｉ＝１，２，３，．．．)が付された軸上面間隔は、物体側から数えてｉ番目の軸上面間隔のうち、ズーミングにおいて変化する可変間隔である。また各レンズ構成図中、矢印ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４は広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)へのズーミングにおける第１レンズ群Ｇｒ１，第２レンズ群Ｇｒ２，第３レンズ群Ｇｒ３，第４レンズ群Ｇｒ４の移動(つまり像面ＩＭに対する相対的な位置の変化)をそれぞれ模式的に示している。矢印ｍＲはプリズムＰＲ又はミラーＭＲがズーミングにおいて位置固定であることを示しており、矢印ｍＰは平行平面板ＰＴがズーミングにおいて位置固定であることを示している。なお、いずれの実施の形態においても第３レンズ群Ｇｒ３は最も物体側に絞りＳＴを有しており、その絞りＳＴは第３レンズ群Ｇｒ３の一部としてズーム移動する構成(矢印ｍ３)になっている。
【００２３】
各実施の形態を構成するズームレンズ系ＺＬは、物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇｒ１と、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇｒ２と、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇｒ３と、正のパワーを有する第４レンズ群Ｇｒ４と、の４成分から成り、第２レンズ群Ｇｒ２と第３レンズ群Ｇｒ３との間に光軸ＡＸを折り曲げる屈曲手段(プリズムＰＲ又はミラーＭＲ)を有し、少なくとも第１レンズ群Ｇｒ１と第３レンズ群Ｇｒ３の移動により変倍を行う構成になっている。各実施の形態のレンズ構成を以下に詳しく説明する。
【００２４】
第１の実施の形態(図１)では、正・負・(プリズムＰＲ)・正・正の４成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側から順に、像側面が非球面から成る物体側に凹の負メニスカスレンズと、両凸の正レンズと、で構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側から順に、両凹の負レンズと、両凹の負レンズ及び両凸の正レンズから成る接合レンズと、で構成されている。第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側から順に、絞りＳＴと、両凸の正レンズ２枚と、像側面が非球面から成る両凹の負レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されている。第４レンズ群Ｇｒ４は、物体側から順に、物体側に凹の負メニスカスレンズと、両面が非球面から成る像側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されている。広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)へのズーミングにおいて、第１，第３レンズ群Ｇｒ１，Ｇｒ３は物体側へほぼ直線的に(つまり単調に)移動し、第２，第４レンズ群Ｇｒ２，Ｇｒ４は像側へほぼ直線的に移動する。
【００２５】
第２の実施の形態(図２)では、正・負・(ミラーＭＲ)・正・正の４成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側から順に、像側面が非球面から成る物体側に凹の負メニスカスレンズと、両凸の正レンズと、で構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側から順に、両凹の負レンズと、両凹の負レンズ及び物体側に凸の正メニスカスレンズから成る接合レンズと、で構成されている。第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側から順に、絞りＳＴと、両凸の正レンズ２枚と、像側面が非球面から成る両凹の負レンズと、像側に凹の負メニスカスレンズと、で構成されている。第４レンズ群Ｇｒ４は、物体側から順に、物体側に凹の負メニスカスレンズと、両面が非球面から成る両凸の正レンズと、で構成されている。広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)へのズーミングにおいて、第１，第３レンズ群Ｇｒ１，Ｇｒ３は物体側へほぼ直線的に(つまり単調に)移動し、第２，第４レンズ群Ｇｒ２，Ｇｒ４は像側へほぼ直線的に移動する。
【００２６】
第３の実施の形態(図３)では、正・負・(プリズムＰＲ)・正・正の４成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側から順に、像側に凹の負メニスカスレンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズ２枚と、で構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側から順に、像側面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズと、両凹の負レンズと、両凸の正レンズと、で構成されている。第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側から順に、絞りＳＴと、物体側面が非球面から成る物体側に凸の正メニスカスレンズと、両凸の正レンズ及び物体側に凹の負メニスカスレンズから成る接合レンズと、像側面が非球面から成る両凹の負レンズと、両凸の正レンズと、で構成されている。第４レンズ群Ｇｒ４は、物体側から順に、両面が非球面から成る両凸の正レンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズと、で構成されている。広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)へのズーミングにおいて、第１，第３レンズ群Ｇｒ１，Ｇｒ３は物体側へほぼ直線的に(つまり単調に)移動し、第２レンズ群Ｇｒ２は位置固定であり、第４レンズ群Ｇｒ４は徐々に速度を上げながら像側へ移動する。
【００２７】
第４の実施の形態(図４)では、正・負・(ミラーＭＲ)・正・正の４成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側から順に、像側に凹の負メニスカスレンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズ２枚と、で構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側から順に、像側面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズと、両凹の負レンズと、両凸の正レンズと、で構成されている。第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側から順に、絞りＳＴと、物体側面が非球面から成る物体側に凸の正メニスカスレンズと、両凸の正レンズ及び物体側に凹の負メニスカスレンズから成る接合レンズと、像側面が非球面から成る両凹の負レンズと、両凸の正レンズと、で構成されている。第４レンズ群Ｇｒ４は、物体側から順に、両面が非球面から成る両凸の正レンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズと、で構成されている。広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)へのズーミングにおいて、第１，第３レンズ群Ｇｒ１，Ｇｒ３は物体側へほぼ直線的に(つまり単調に)移動し、第２レンズ群Ｇｒ２は位置固定であり、第４レンズ群Ｇｒ４は物体側への移動後に物体側から像側へＵターン移動する。
【００２８】
第５の実施の形態(図５)では、正・負・(プリズムＰＲ)・正・正の４成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側から順に、像側面が非球面から成る物体側に凹の負メニスカスレンズと、両凸の正レンズと、で構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側から順に、両凹の負レンズと、両凹の負レンズ及び両凸の正レンズから成る接合レンズと、で構成されている。第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側から順に、絞りＳＴと、両凸の正レンズ２枚と、像側面が非球面から成る両凹の負レンズと、像側に凹の負メニスカスレンズと、で構成されている。第４レンズ群Ｇｒ４は、物体側から順に、物体側に凹の負メニスカスレンズと、両面が非球面から成る両凸の正レンズと、で構成されている。広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)へのズーミングにおいて、第１，第３レンズ群Ｇｒ１，Ｇｒ３は物体側へほぼ直線的に(つまり単調に)移動し、第２レンズ群Ｇｒ２は位置固定であり、第４レンズ群Ｇｒ４は像側へほぼ直線的に移動する。
【００２９】
上記のようにいずれの実施の形態も、少なくとも４つのレンズ群から成る変倍光学系において、第２レンズ群と第３レンズ群との間に光軸を折り曲げる屈曲手段を有し、少なくとも２つのレンズ群の移動により変倍を行う構成になっている。このタイプの変倍光学系で高い変倍比を得るには、物体側から順に正・負・正・正の４成分を少なくとも含み、少なくとも第１レンズ群と第３レンズ群の移動により変倍を行う構成とするのが好ましい。第１レンズ群と第３レンズ群が変倍時に移動する構成を採用することにより、前玉径の短縮とともにカメラ厚方向への変倍光学系の短縮が可能となる。変倍時のレンズ群間隔の変化に関しては、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少する変倍構成にすることが好ましい。このような構成をとることにより、広角端では充分なバックフォーカスの確保が可能となり、望遠端では全長の短縮が可能となる。また、第２レンズ群と第３レンズ群との間に屈曲手段を設けることにより、高変倍化に伴う全長増大に対して、カメラ厚を増大させることなく全長の短縮が可能となる。つまり、変倍光学系の全長と厚みの最適化を図ることができる。
【００３０】
第１，第２，第５の実施の形態のように、第１レンズ群が物体側に凹の負メニスカスレンズを最も物体側に有することが好ましい。第１レンズとして物体側に凹の負メニスカスレンズを配置すると、入射瞳位置を近づけることができるので、絞りよりも前のレンズ径(特に第１レンズ群のレンズ径)を小さくすることができる。それによって、変倍光学系をカメラの厚み方向に薄型化することができる。また収差補正上の観点から、第１レンズ群は負レンズ１枚と正レンズ１枚を少なくとも有することが好ましく、第２レンズ群は負レンズ１枚と正レンズ１枚を少なくとも有することが好ましい。
【００３１】
各実施の形態のように少なくとも４つのレンズ群から成る変倍光学系において、第２レンズ群と第３レンズ群との間に光軸を折り曲げる屈曲手段を有し、少なくとも２つのレンズ群の移動により変倍を行うタイプの変倍光学系では、各レンズ群のパワー，移動量等が所定の条件を満足する構成にすれば、小型化(つまり、全長の短縮及びカメラ厚方向の短縮)と高性能化を達成しながら変倍光学系の高変倍化を達成することが可能である。そして、その変倍光学系を備えた撮像装置をデジタルカメラ等の機器に用いれば、その薄型・軽量・コンパクト化，低コスト化，高性能化，高機能化等に寄与することができる。これらの効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能等を達成するための上記条件等を以下に説明する。なお、以下に説明する条件等を満足する際の変倍比は、高性能化，小型化等とのバランスから、好ましくは５倍以上、更に好ましくは５〜１０倍である。
【００３２】
第１レンズ群の移動に関しては、以下の条件式(1)を満足することが望ましい。
0.5＜Ｍ１×φＷ＜5.0  …(1)
ただし、
Ｍ１：広角端から望遠端への変倍における第１レンズ群の相対的移動量(物体側へ移動する場合、正とする。)、
φＷ：広角端における全系のパワー、
である。
【００３３】
条件式(1)は、第１レンズ群の相対的移動量に関する好ましい条件範囲を規定している。この相対的移動量は、広角端での位置を基準とする望遠端での相対的変位量に相当する。したがって、広角端での第１レンズ群の位置と望遠端での第１レンズ群の位置とが同じであれば、第１レンズ群の相対的移動量はゼロである。条件式(1)を満たすように第１レンズ群が変倍時に移動する構成にすれば、広角端での全長短縮が可能となり、さらに前玉径の短縮が可能となる。条件式(1)の下限を越えると、第１レンズ群の移動量が小さくなりすぎて広角端での全長が増大するとともに、広角側での周辺光束確保のために前玉径の増大を招いてしまう。逆に、条件式(1)の上限を越えると、第１レンズ群の移動量が大きくなりすぎて望遠端での全長が増大するとともに、望遠側での周辺光束確保のために前玉径の増大を招いてしまう。
【００３４】
以下の条件式(1a)を満足することが更に望ましい。
0.5＜Ｍ１×φＷ＜3.5  …(1a)
この条件式(1a)は、上記条件式(1)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。
【００３５】
第１レンズ群のパワーに関しては、以下の条件式(2)を満足することが望ましい。第１レンズ群が少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズを有するとともに、以下の条件式(2)を満足することが更に望ましい。
0.05＜φ１／φＷ＜0.45  …(2)
ただし、
φ１：第１レンズ群のパワー、
φＷ：広角端における全系のパワー、
である。
【００３６】
条件式(2)は、第１レンズ群のパワーに関する好ましい条件範囲を規定している。この条件式(2)の下限を越えると、第１レンズ群の正のパワーが弱くなりすぎるため、望遠端での全長が増大しカメラの大型化を招くことになる。逆に、条件式(2)の上限を越えると、第１レンズ群の正のパワーが強くなりすぎるため、望遠側での球面収差のアンダー傾向が著しくなる。
【００３７】
以下の条件式(2a)を満足することが更に望ましい。
0.1＜φ１／φＷ＜0.3  …(2a)
この条件式(2a)は、上記条件式(2)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。
【００３８】
第１レンズ群のパワーに関しては、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。第１レンズ群が少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズを有するとともに、以下の条件式(3)を満足することが更に望ましい。
0.5＜φ１／φＴ＜4.5  …(3)
ただし、
φ１：第１レンズ群のパワー、
φＴ：望遠端における全系のパワー、
である。
【００３９】
条件式(3)は、第１レンズ群のパワーに関する好ましい条件範囲を規定している。この条件式(3)の下限を越えると、第１レンズ群の正のパワーが弱くなりすぎるため、望遠端での全長が増大しカメラの大型化を招くことになる。逆に、条件式(3)の上限を越えると、第１レンズ群の正のパワーが強くなりすぎるため、望遠側での球面収差のアンダー傾向が著しくなる。
【００４０】
以下の条件式(3a)を満足することが更に望ましい。
1.0＜φ１／φＴ＜2.5  …(3a)
この条件式(3a)は、上記条件式(3)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。
【００４１】
第１レンズ群を構成している正レンズのパワーに関しては、以下の条件式(4)を満足することが望ましい。第１レンズ群が少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズを有するとともに、以下の条件式(4)を満足することが更に望ましい。
0.05＜φ１Ｐ／φＷ＜2.0  …(4)
ただし、
φ１Ｐ：第１レンズ群内で最も強い正パワーを有する正レンズのパワー、
φＷ：広角端における全系のパワー、
である。
【００４２】
条件式(4)は、第１レンズ群に含まれる正レンズのパワーに関する好ましい条件範囲を規定している。この条件式(4)の下限を越えると、第１レンズ群で発生する色収差の補正が困難になる。逆に、条件式(4)の上限を越えると、望遠側での球面収差のアンダー傾向が著しくなる。
【００４３】
以下の条件式(4a)を満足することが更に望ましい。
0.1＜φ１Ｐ／φＷ＜1.0  …(4a)
この条件式(4a)は、上記条件式(4)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。
【００４４】
第１レンズ群を構成している負レンズのパワーに関しては、以下の条件式(5)を満足することが望ましい。第１レンズ群が少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズを有するとともに、以下の条件式(5)を満足することが更に望ましい。
0.05＜｜φ１Ｎ／φＷ｜＜2.0  …(5)
ただし、
φ１Ｎ：第１レンズ群内で最も強い負パワーを有する負レンズのパワー、
φＷ：広角端における全系のパワー、
である。
【００４５】
条件式(5)は、第１レンズ群に含まれる負レンズのパワーに関する好ましい条件範囲を規定している。この条件式(5)を満たせば、条件式(4)を満たす構成とあいまって、第１レンズ群で発生する収差、主には色収差と球面収差を良好に補正することができる。
【００４６】
以下の条件式(5a)を満足することが更に望ましい。
0.1＜｜φ１Ｎ／φＷ｜＜1.0  …(5a)
この条件式(5a)は、上記条件式(5)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。
【００４７】
第２レンズ群のパワーに関しては、以下の条件式(6)を満足することが望ましい。第２レンズ群が少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズを有するとともに、以下の条件式(6)を満足することが更に望ましい。
0.5＜｜φ２／φＷ｜＜3.0  …(6)
ただし、
φ２：第２レンズ群のパワー、
φＷ：広角端における全系のパワー、
である。
【００４８】
条件式(6)は、第２レンズ群のパワーに関する好ましい条件範囲を規定している。この条件式(6)の下限を越えると、第２レンズ群の負のパワーが弱くなりすぎるため、望遠端での全長が増大しカメラの大型化を招くことになる。逆に、条件式(6)の上限を越えると、第２レンズ群の負のパワーが強くなりすぎるため、広角側で負の歪曲収差の増大を招くことになる。
【００４９】
以下の条件式(6a)を満足することが更に望ましい。
0.5＜｜φ２／φＷ｜＜1.5  …(6a)
この条件式(6a)は、上記条件式(6)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。
【００５０】
第２レンズ群のパワーに関しては、以下の条件式(7)を満足することが望ましい。第２レンズ群が少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズを有するとともに、以下の条件式(7)を満足することが更に望ましい。
1.0＜｜φ２／φＴ｜＜15.0  …(7)
ただし、
φ２：第２レンズ群のパワー、
φＴ：望遠端における全系のパワー、
である。
【００５１】
条件式(7)は、第２レンズ群のパワーに関する好ましい条件範囲を規定している。この条件式(7)の下限を越えると、第２レンズ群の負のパワーが弱くなりすぎるため、望遠端での全長が増大しカメラの大型化を招くことになる。逆に、条件式(7)の上限を越えると、第２レンズ群の負のパワーが強くなりすぎるため、広角側で負の歪曲収差の増大を招くことになる。
【００５２】
以下の条件式(7a)を満足することが更に望ましい。
3.0＜｜φ２／φＴ｜＜12.0  …(7a)
この条件式(7a)は、上記条件式(7)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。
【００５３】
第２レンズ群を構成している正レンズのパワーに関しては、以下の条件式(8)を満足することが望ましい。第２レンズ群が少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズを有するとともに、以下の条件式(8)を満足することが更に望ましい。
0.05＜φ２Ｐ／φＷ＜2.0  …(8)
ただし、
φ２Ｐ：第２レンズ群内で最も強い正パワーを有する正レンズのパワー、
φＷ：広角端における全系のパワー、
である。
【００５４】
条件式(8)は、第２レンズ群に含まれる正レンズのパワーに関する好ましい条件範囲を規定している。この条件式(8)を満たせば、第２レンズ群で発生する収差、主には広角側での歪曲収差と色収差を良好に補正することができる。
【００５５】
以下の条件式(8a)を満足することが更に望ましい。
0.1＜φ２Ｐ／φＷ＜1.0  …(8a)
この条件式(8a)は、上記条件式(8)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。
【００５６】
第２レンズ群を構成している負レンズのパワーに関しては、以下の条件式(9)を満足することが望ましい。第２レンズ群が少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズを有するとともに、以下の条件式(9)を満足することが更に望ましい。
0.1＜｜φ２Ｎ／φＷ｜＜3.0  …(9)
ただし、
φ２Ｎ：第２レンズ群内で最も強い負パワーを有する負レンズのパワー、
φＷ：広角端における全系のパワー、
である。
【００５７】
条件式(9)は、第２レンズ群に含まれる負レンズのパワーに関する好ましい条件範囲を規定している。この条件式(9)を満たせば、第２レンズ群で発生する収差、主には広角側での歪曲収差と色収差を良好に補正することができる。
【００５８】
以下の条件式(9a)を満足することが更に望ましい。
0.3＜｜φ２Ｎ／φＷ｜＜1.5  …(9a)
この条件式(9a)は、上記条件式(9)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。
【００５９】
第３レンズ群は、変倍時に広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動することが望ましく、以下の条件式(10)を満足することが更に望ましい。
0.0＜Ｍ３×φＴ＜0.8  …(10)
ただし、
Ｍ３：広角端から望遠端への変倍における第３レンズ群の相対的移動量(物体側へ移動する場合、正とする。)、
φＴ：望遠端における全系のパワー、
である。
【００６０】
条件式(10)は、第３レンズ群の相対的移動量に関する好ましい条件範囲を規定している。この相対的移動量は、広角端での位置を基準とする望遠端での相対的変位量に相当する。したがって、広角端での第３レンズ群の位置と望遠端での第３レンズ群の位置とが同じであれば、第３レンズ群の相対的移動量はゼロである。条件式(10)の下限を越えると、第３レンズ群で減倍するために第１レンズ群の移動量が極端に長くなる。このため、望遠端での全長の増大を招いてしまう。逆に、条件式(10)の上限を越えると、広角端での第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が広くなりすぎるため、広角端での前玉径の増大を招いてしまう。
【００６１】
以下の条件式(10a)を満足することが更に望ましい。
0.1＜Ｍ３×φＴ＜0.5  …(10a)
この条件式(10a)は、上記条件式(10)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。
【００６２】
第３レンズ群のパワーに関しては、以下の条件式(11)を満足することが望ましい。
0.2＜φ３／φＷ＜1.0  …(11)
ただし、
φ３：第３レンズ群のパワー、
φＷ：広角端における全系のパワー、
である。
【００６３】
条件式(11)は、第３レンズ群のパワーに関する好ましい条件範囲を規定している。この条件式(11)の下限を越えると、望遠側での球面収差のオーバー傾向が顕著になり、条件式(11)の上限を越えると、逆にアンダー傾向が顕著になる。
【００６４】
以下の条件式(11a)を満足することが更に望ましい。
0.2＜φ３／φＷ＜0.8  …(11a)
この条件式(11a)は、上記条件式(11)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。
【００６５】
第３レンズ群のパワーに関しては、以下の条件式(12)を満足することが望ましい。
1.5＜φ３／φＴ＜10.0  …(12)
ただし、
φ３：第３レンズ群のパワー、
φＴ：望遠端における全系のパワー、
である。
【００６６】
条件式(12)は、第３レンズ群のパワーに関する好ましい条件範囲を規定している。この条件式(12)の下限を越えると、望遠側での球面収差のオーバー傾向が顕著になり、条件式(12)の上限を越えると、逆にアンダー傾向が顕著になる。
【００６７】
以下の条件式(12a)を満足することが更に望ましい。
2.5＜φ３／φＴ＜7.0  …(12a)
この条件式(12a)は、上記条件式(12)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。
【００６８】
第１，第３レンズ群の移動量に関しては、以下の条件式(13)を満足することが望ましい。
-2.0＜Ｍ４／Ｍ３＜2.0  …(13)
ただし、
Ｍ３：広角端から望遠端への変倍における第３レンズ群の相対的移動量(物体側へ移動する場合、正とする。)、
Ｍ４：広角端から望遠端への変倍における第４レンズ群の相対的移動量(物体側へ移動する場合、正とする。)、
である。
【００６９】
条件式(13)は、第３レンズ群と第４レンズ群との移動量比に関する好ましい条件範囲を規定している。第３，第４レンズ群の相対的移動量は、各々の広角端での位置を基準とする望遠端での相対的変位量に相当する。したがって、広角端での第３レンズ群の位置と望遠端での第３レンズ群の位置とが同じであれば、第３レンズ群の相対的移動量はゼロであり、これは第４レンズ群に関しても同様である。条件式(13)の下限を越えると、望遠側での第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が増大し、変倍光学系の大型化を招いてしまう。逆に、条件式(13)の上限を越えると、第４レンズ群の変倍への寄与が減少し、変倍時の移動レンズ群の移動量が増加し、変倍光学系の大型化を招いてしまう。
【００７０】
以下の条件式(13a)を満足することが更に望ましい。
-1.0＜Ｍ４／Ｍ３＜1.0  …(13a)
この条件式(13a)は、上記条件式(13)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。
【００７１】
各実施の形態を構成しているズームレンズ系ＺＬには、入射光線を屈折作用により偏向させる屈折型レンズ(つまり、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタイプのレンズ)が用いられているが、使用可能なレンズはこれに限らない。例えば、回折作用により入射光線を偏向させる回折型レンズ，回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線を偏向させる屈折・回折ハイブリッド型レンズ，入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させる屈折率分布型レンズ等を用いてもよい。ただし、媒質内で屈折率が変化する屈折率分布型レンズは、その複雑な製法がコストアップを招くため、屈折率分布の均一な均質素材レンズを用いることが望ましい。また、各実施の形態を構成しているズームレンズ系ＺＬには、光学素子としてレンズ以外に絞りＳＴが用いられているが、不要光をカットするための光束規制板(例えばフレアカッター)等を必要に応じて配置してもよい。
【実施例】
【００７２】
以下、本発明を実施したズームレンズ系の構成等を、コンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜５は、前述した第１〜第５の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第１〜第５の実施の形態を表す光学構成図(図１〜図５)は、対応する実施例１〜５のレンズ構成をそれぞれ示している。
【００７３】
表１〜表１０に実施例１〜実施例５のコンストラクションデータを示し、表１１に各実施例の条件式対応値等のデータを示す。表１，表３，表５，表７，表９に示す基本的な光学構成(ｉ：面番号)において、ｒｉ(ｉ＝１，２，３，．．．)は物体側から数えてｉ番目の面の曲率半径(ｍｍ)、ｄｉ(ｉ＝１，２，３，．．．)は物体側から数えてｉ番目の面と(ｉ＋１)番目の面との間の軸上面間隔(ｍｍ)を示しており、Ｎｉ(ｉ＝１，２，３，．．．)，νｉ(ｉ＝１，２，３，．．．)は軸上面間隔ｄｉに位置する光学材料のｄ線に対する屈折率(Ｎｄ)，アッベ数(νｄ)をそれぞれ示している。また、ズーミングにおいて変化する軸上面間隔ｄｉは、広角端(最短焦点距離状態，Ｗ)〜ミドル(中間焦点距離状態，Ｍ)〜望遠端(最長焦点距離状態，Ｔ)での可変空気間隔であり、ｆ，ＦＮＯは各焦点距離状態(Ｗ)，(Ｍ)，(Ｔ)に対応する全系の焦点距離(ｍｍ)，Ｆナンバーをそれぞれ示している。
【００７４】
曲率半径ｒｉのデータに＊印が付された面は、非球面(非球面形状の屈折光学面、非球面と等価な屈折作用を有する面等)であり、非球面の面形状を表わす以下の式(AS)で定義される。表２，表４，表６，表８，表１０中に、各実施例の非球面データを示す。ただし、表記の無い項の係数は０であり、すべてのデータに関してＥ−ｎ＝×１０-n，Ｅ＋ｎ＝×１０+nである。
Ｘ(Ｈ)＝(Ｃ０・Ｈ2)／{１＋√(１−ε・Ｃ０2・Ｈ2)}＋Σ(Ａｊ・Ｈj)  …(AS)
ただし、式(AS)中、
Ｘ(Ｈ)：高さＨの位置での光軸ＡＸ方向の変位量(面頂点基準)、
Ｈ：光軸ＡＸに対して垂直な方向の高さ、
Ｃ０：近軸曲率(＝１／ｒｉ)、
ε：２次曲面パラメータ、
Ａｊ：ｊ次の非球面係数、
である。
【００７５】
図６〜図１０は実施例１〜実施例５にそれぞれ対応する収差図であり、(Ｗ)は広角端，(Ｍ)はミドル，(Ｔ)は望遠端における無限遠合焦状態での諸収差{左から順に、球面収差等，非点収差，歪曲収差である。ＦＮＯはＦナンバー、Ｙ’(ｍｍ)は撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上での最大像高(光軸ＡＸからの距離に相当する。)である。}を示している。球面収差図において、実線ｄはｄ線に対する球面収差(ｍｍ)を表しており、破線ＳＣは正弦条件不満足量(ｍｍ)を表している。非点収差図において、破線ＤＭはメリディオナル面、実線ＤＳはサジタル面でのｄ線に対する各非点収差(ｍｍ)を表している。また、歪曲収差図において実線はｄ線に対する歪曲(％)を表している。
【００７６】
【表１】
2007025123.tif 000003
【００７７】
【表２】
2007025123.tif 000004
【００７８】
【表３】
2007025123.tif 000005
【００７９】
【表４】
2007025123.tif 000006
【００８０】
【表５】
2007025123.tif 000007
【００８１】
【表６】
2007025123.tif 000008
【００８２】
【表７】
2007025123.tif 000009
【００８３】
【表８】
2007025123.tif 000010
【００８４】
【表９】
2007025123.tif 000011
【００８５】
【表１０】
2007025123.tif 000012
【００８６】
【表１１】
2007025123.tif 000013
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】第１の実施の形態(実施例１)のレンズ構成図。
【図２】第２の実施の形態(実施例２)のレンズ構成図。
【図３】第３の実施の形態(実施例３)のレンズ構成図。
【図４】第４の実施の形態(実施例４)のレンズ構成図。
【図５】第５の実施の形態(実施例５)のレンズ構成図。
【図６】実施例１の収差図。
【図７】実施例２の収差図。
【図８】実施例３の収差図。
【図９】実施例４の収差図。
【図１０】実施例５の収差図。
【図１１】撮像装置を搭載したカメラの概略光学構成例を模式的断面で示す側面図。
【図１２】撮像装置を搭載したカメラの外観構成例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００８８】
ＣＵ    カメラ
ＬＵ    撮像装置
ＺＬ    ズームレンズ系(変倍光学系)
Ｇｒ１    第１レンズ群
Ｇｒ２    第２レンズ群
Ｇｒ３    第３レンズ群
Ｇｒ４    第４レンズ群
ＰＲ    プリズム(屈曲手段)
ＭＲ    ミラー(屈曲手段)
ＲＬ    反射面
ＳＴ    絞り
ＰＴ    平行平面板
ＳＲ    撮像素子
ＳＳ    受光面
ＩＭ    像面
ＡＸ    光軸
【図１】
2007025123.tif 000014
【図２】
2007025123.tif 000015
【図３】
2007025123.tif 000016
【図４】
2007025123.tif 000017
【図５】
2007025123.tif 000018
【図６】
2007025123.tif 000019
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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